Fusveis Limitadores de Corrente HH para Mdia TensoLinha IN

Guia de Aplicao

DescrioAo fusvel reserva-se a funo de interromper automaticamente o circuito que protege, quando nele se verifiquem condies anormais de funciona-mento, s quais esto associados sobrecorrentes. Esta operao de inter-rupo obtida mediante a fuso de uma parte que representa o elemento fundamental do fusvel e determinam, em grande parte, suas caractersticas.

A funo dos fusveis HH diferente das dos disjuntores automticos. Antes de tudo, eles no so previstos, se no associados a seccionadoras sob carga para a execuo de operaes de abertura e fechamento do circuito. Em segundo lugar, sua interveno exige a substituio do ele-mento fundido por um outro de caractersticas anlogas; esta operao, que deve ser geralmente efetuada aps ter sido interrompido o circuito tambm com um outro meio (disjuntor, seccionador, etc.), requer, ob-viamente, uma maior perda de tempo.

Os fusveis limitadores de corrente HH so dispositivos extremamente eficazes na proteo de circuitos de mdia tenso devido s suas ex-celentes caractersticas de tempo e corrente. A principal caracterstica destes dispositivos a sua capacidade de limitar a corrente de curto-cir-cuito devido aos tempos extremamente reduzidos em que atua, e assim proteger os aparelhos e as partes da instalao contra os efeitos trmicos e dinmicos das correntes de curto-circuito, desligando-os ao serem as mesmas produzidas. Alm disso, possuem uma elevada capacidade de ruptura, com baixo fator de potncia de curto-circuito da ordem de 0,15, o que os tornam adequados para aplicaes em sistemas nos quais o nvel da corrente de curto-circuito de valor muito elevado.

Princpio de FuncionamentoA principal funo dos fusveis exercida pelo elemento fusvel propria-mente dito, ao qual atribuda a funo de suportar, sem excessivo aque-cimento, a corrente nominal, e de fundir-se entre determinado tempo, quando a corrente superar o limite mximo, de no fuso previsto.

O intervalo de tempo necessrio para chegar fuso depende da den-sidade da corrente agente no fusvel, das caractersticas do material que constitui o elemento fusvel (resistividade, calor especfico, etc.) e do ma-terial circundante.

Normalmente, os fusveis HH limitadores de corrente so montados em uma base, freqentemente dotada de um indicador de estado e de um cartucho fusvel, e podem ser utilizados tanto em ambientes internos como externos, dependendo apenas das caractersticas de utilizao dos equipamentos a eles associados, tais como seccionadoras sob carga, etc.

Caractersticas dos Fusveis HH, Linha INOs fusveis HH da linha IN, de fabricao ARTECHE so dispositivos limi-tadores de corrente do tipo classe Associado (Back-up), segundo a IEC 282-1/85, foram projetados e construdos para satisfazer as exigncias crescentes por dispositivos de proteo e operam de forma seletiva e individual quando associados a equipamentos de manobra, tais como seccionadoras sob carga, interruptores, contatores e outros. Podem, todavia, ser instalados individualmente como dispositivos de proteo, assegurando a vida til do sistema a eles conjugados. So adequados para proteo de transformadores de potncia, transformadores de poten-cial, ramais de cabos, motores, banco de capacitores e equipamentos de subestaes de distribuio e usinas geradoras, contra danos trmicos e dinmicos oriundos de correntes elevadas de curto-circuito. Sua aplica-o vai desde tenses de 2300 V at 36.000 V em indstrias de papel e celulose, siderurgia, cimento, petroqumica, minerao, etc., bem como em concessionrias de energia eltrica.

Devido alta confiabilidade das caractersticas de projeto e construo dos fusveis limitadores HH, do tipo HH, linha IN da ARTECHE, quando associados a equipamentos simples de manobra, adequadamente sele-cionados e coordenados, podem substituir instalaes caras e de grande porte, tais como instalaes de disjuntores, etc. evidente que se deve levar em considerao o nmero de manobras por ano, a velocidade requerida para a restaurao das condies de servio e o valor de inves-timento a ser feito comparado ao seu retorno.

A ARTECHE possui uma variedade completa de tipos, modelos, tama-nhos e acessrios, que torna os fusveis limitadores de corrente HH, linha IN adequados para aplicao mais correta.

Os fusveis HH, linha IN, so fabricados em conformidade com o sistema de garantia da qualidade ISO 9000, e aprovado pelo INMETRO, assegu-rando total confiana e altssima qualidade.

A linha IN de fusveis HH foi submetida aos ensaios de interrupo no CEPEL, em conformidade com a IEC 282-1/85 e demais normas perti-nentes com total aprovao.

Requisitos Principais: Os equipamentos eltricos conectados no lado da carga, tais como

cabos de ramais, transformadores, motores, etc., se protegidos por fusveis HH, da linha IN, esto sujeitos a correntes de corte consideravel-mente reduzidas no caso de curtos-circuitos elevados, devido excelente caracterstica de limitao de corrente de corte dos fusveis ARTECHE.

O uso de fusveis HH, da linha IN garantem a interrupo segura mes-mo em correntes de curto-circuito extremamente elevadas;

Devido construo do suporte isolante, em forma de estrela, do ele-mento fusvel impossvel que seu enrolamento se solte ou deslize mesmo quando submetido a vibraes de fortes impactos longitudi-nais na direo do fusvel. No ocorre curto-circuitos entre os enro-lamentos internos (pontes metlicas entre as sees das espirais de elementos fusveis) que provocariam aumentos na tenso de restabe-lecimento transitrio;

Nos fusveis limitadores de corrente HH, linha IN da ARTECHE, para espe-cificao dos fusveis ligados em srie deve-se obedecer proporo de 1:1, 6;

Os fusveis HH, linha IN da ARTECHE, possuem um dispositivo de disparo denominado de pino percussor de 30 mm de comprimento (Striker pin) e cuja finalidade a de possibilitar a operao de abertu-ra do circuito principal do equipamento principal associado ao fusvel que possibilita proteger o circuito contra um desequilbrio quando de uma falta monofsica ou bifsica. O pino percussor possui suficiente reserva de energia, propiciando especiais vantagens nos casos em que os equipamentos no tenham sido operados por um longo perodo de tempo em que, devido s foras de atrito adicionais advindas do en-velhecimento do equipamento necessrio um dispositivo de disparo mais potente;

Devido s caractersticas tempo x corrente relativamente lentas no existe envelhecimento nem mesmo fuso do elemento fusvel, visto que este insensvel a valores de picos de correntes de energizao de transformadores quando corretamente aplicados, o que torna o fusvel HH, da linha IN, altamente confivel em sua aplicao;

Devido s elevadas sobrecorrentes que ocorrem num curto-circuito, da ordem de grandeza de 15 vezes a corrente nominal dos fusveis, a fuso do elemento fusvel pode dar-se num tempo inferior a 5 ms, isto , dentro do primeiro quarto de ciclo da onda, quando os fusveis so aplicados corretamente;

A operao dos fusveis HH, linha IN, totalmente segura, pois por serem totalmente vedados, a interrupo no libera gases, chamas, vapores ou p para o ambiente, o que os tornam ideais para qualquer tipo de instala-o industrial, comercial, hospitalar, painis e cubculos, para uso interno .

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Fusveis - Linha IN

Grandezas que caracterizam os Fusveis HHAs principais grandezas que definem as caractersticas funcionais de fusveis e das quais depende tambm a exatido da operao de interrupo, so apresentadas a seguir:

a) Tenso Nominal o valor da tenso que designa o fusvel e corresponde mxima das tenses de exerccio, qual o fusvel pode funcionar regular-mente. evidente que o valor da tenso incide no comportamento do fusvel visto que a ela ligado o valor da tenso de retorno que se manifesta entre as pontas do fusvel depois da fuso.

Os fusveis do tipo limitador de corrente possuem uma faixa de utiliza-o definida a partir de sua tenso nominal. Esta faixa corresponde a:

- tenso mxima de utilizao: igual tenso nominal.

- tenso mnima de utilizao: aproximadamente metade da tenso nominal.

Assim, um fusvel de tenso nominal 13,8 kV pode ser instalado em sistemas de tenso fase-fase entre 7,2 e 13,8 kV. Com isto, garante-se a capacidade de ruptura e mantm-se a tenso de arco dentro dos limites estabelecidos por normas.

Importante:

1. A mxima tenso de utilizao est relacionada com a capacidade de interrupo do fusvel. O uso em sistema com tenso superior tenso nominal do fusvel faz com que os pontos de fuso da fita de prata no apresentem comprimentos de arco suficientemente lon-gos para provocar sua extino. Ou seja, a elevada tenso mantm o arco, de modo que no h a interrupo da corrente, pelo menos no tempo previsto.

2. A interrupo da corrente de curto se d com a contraposio da tenso de arco tenso da fonte. Ao final do processo de interrup-o aparece um pico de tenso, que depende da corrente circulante e das caractersticas do fusvel. Um fusvel projetado para tenso elevada produz um pico de tenso elevado. Deste modo, o uso de fusvel em sistemas com tenso de operao muito inferior tenso nominal do fusvel podem levar ao surgimento de picos de tenso acima do suportvel pelo circuito. Alm disso, uma tenso de ope-rao proporcionalmente baixa pode no produzir uma energia de arco suficiente para a rpida fuso da areia e conseqente resfria-mento e extino do arco. O arco, assim, permanece por um tem-po maior que o previsto, podendo causar um sobreaquecimento perigoso ao fusvel.

Por essas razes, a tenso de operao do fusvel HH no ser infe-rior a 50% de sua tenso nominal.

3. Tenso mxima de Interrupo Un mx.

Tenso Nominal Un (kV)

Tenso Mx. de Interrupo Un Mx. (kV)

IEC 282-1 Fusvel HH, Linha IN

2,75 9 7,6

3,6 12 10

7,2 23 20

15 47 41

24 75 66

36 112 99

b) Corrente Nominal valor de corrente ao qual o fusvel no deve apresentar aqueci-mento excessivo, e que deve ser levado indefinidamente.

Em geral, a este valor esto associados tambm os valores mximos de no fuso (1,2 In) e o mnimo de fuso (1,6In), conforme fig.1.

Onde: InF a corrente mxima de no fuso; IF a corrente mnima de fuso; In a corrente nominal; 3 Zona de interven-o; 4 e 5 Curvas que definem a zona de interveno.

c) Natureza da CorrenteOs fusveis apresentam um comportamento diferente nos dois ca-sos, e funcionam muito melhor em corrente alternada, de vez que a extino do arco fornecida pela passagem da corrente pelo zero da senoide.

O valor da freqncia determina o intervalo de tempo decorrente entre dois zeros sucessivos da senoide e este fato pode incidir no-tavelmente na quantidade de energia dissipada no arco e, portanto, na severidade da solicitao, que aumenta com o diminuir da fre-qncia.

d) Poder da Interrupo Nominal o mximo valor da corrente prevista que o fusvel est em con-dies de interromper, quando no circuito atue a tenso nominal e em determinadas condies de tenso de restabelecimento e de fator de potncia (ou constante de tempo). expresso pelo valor eficaz da corrente simtrica prevista, no caso de corrente alternada, e pelo valor mximo da corrente prevista, no caso de corrente contnua, o fusvel deve estar em condies de interromper valores de corrente compreendidas entre o mnimo necessrio para determinar a fuso e o correspondente ao poder de interrupo nominal.

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Fusveis - Linha IN

e) Corrente Mnima de InterrupoOs fusveis limitadores de corrente no so adequados para prote-o de sobrecarga, pois apenas podem interromper confiavelmen-te a menor corrente de interrupo I3, tambm chamada corrente mnima de interrupo. Os valores das correntes mnimas de inter-rupo dependem da tenso nominal do fusvel, do comprimento do tubo e do dimetro do corpo do fusvel. Estes valores ficam na faixa de 2,5 a 7 x In.

No caso de fusveis operando com corrente abaixo da corrente m-nima de interrupo I3 ocorrer a fuso dos elementos fusveis em algumas poucas perfuraes. A soma das tenses de arco origina-das nestes pontos de fuso ser inferior tenso mnima necessria para a interrupo total da corrente de falta. Desta forma, os fus-

veis ficaro submetidos a tempos de fuso excessivamente longos e seus tubos cermicos podero no suportar a energia trmica gerada, sofrendo ruptura.

Os fusveis devem ser utilizados associados a dispositivos de pro-teo que detectam e interrompem as correntes situadas entre a corrente nominal do fusvel e a corrente mnima de interrupo I3.

As curvas caractersticas tempo x corrente mostram a relao entre o tempo de fuso e a corrente efetiva (corrente prospectiva) de curto-circuito considerando operao normal a frio.

O fim do trao contnuo das curvas tempo x corrente indica o valor da corrente mnima de interrupo e a regio de sobrecarga.

As curvas tempo x corrente dos dis-positivos de proteo contra sobrecar-ga devem passar, portanto, abaixo dos pontos correspondentes corrente I3, conforme tabela ao lado:

fusvel corrente tempo fusvel corrente tempo

6 A 16 A 750 s 100 A 310 A 20 s

10 A 24 A 120 s 125 A 400 A 20 s

16 A 35 A 60 s 160 A 480 A 20 s

25 A 60 A 35 s 200 A 630 A 20 s

32 A 85 A 30 s 250 A 820 A 20 s

40 A 110 A 25 s 315 A 1000 A 20 s

50 A 130 A 23 s 400 A 1300 A 20 s

63 A 170 A 22 s 500 A 1500 A 20 s

75 A 220 A 20 s

Notas:

1) A seletividade dos fusveis HH, linha IN, conectados em srie obtida se uma re-lao mdia de 1:1,6 ou mais for observada.

2) A tolerncia sobre cada unidade de am-pere de mais ou menos 10%

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Fusveis - Linha IN

f) Temperatura de OperaoA temperatura mxima de servio para fusveis HH, linha IN, de elevada corrente (maior que 200 A) aproximadamente:

- no centro do corpo cermico: 160C

- na extremidade do corpo cermico: 110C

- nos terminais: 85C

Estas temperaturas referem-se a situao em que a corrente da carga situa-se entre 75% e 100% da corrente nominal do fusvel. Em situ-ao real de uso a corrente de carga , no mximo, a metade da cor-rente nominal. Nestas condies a temperatura no corpo cermico cai a valores abaixo de 100C. As temperaturas na extremidade do corpo e nos terminais se reduzem de maneira menos sensvel.

Teoricamente o fusvel pode trabalhar com temperatura de at 220C no seu corpo cermico e 105C nos seus terminais. A alta temperatura de operao no traz problemas ao fusvel, porm po-dem provocar no compartimento onde est instalado uma elevao da temperatura tal que pode prejudicar os demais componentes.

OBS: Na prtica admite-se que o fusvel trabalhe com uma temperatura de at 100C no centro do corpo cermico.

A temperatura varia em funo da resistncia hmica do elemento fu-svel, das caractersticas fsico-qumicas da areia utilizada como meio isolante e dissipador de calor e das caractersticas do tubo cermico. As condies de ventilao do local onde o fusvel est instalado tam-bm influem na temperatura final.

Em funo disso normal que fusveis de iguais valores nominais apre-sentem grandes variaes de temperatura mesmo operando em situa-es similares.

COMPRIMENTO e

CORRENTE NOMINAL

IFUSVEL

100A 100A < IFUSVEL 200A 200A < IFUSVEL 400A IFUSVEL = 500A

225 mmICARGA0,80 IFUSVEL

IFUSVEL 1,25 ICARGA

ICARGA 0,70 IFUSVEL

IFUSVEL 1,40 ICARGA- -

325 mmICARGA 0,90 IFUSVEL

IFUSVEL 1,10 ICARGA

ICARGA 0,75 IFUSVEL

IFUSVEL 1,30 ICARGA

ICARGA 0,60 IFUSVEL

IFUSVEL 1,65 ICARGA-

475 mmICARGA 0,95 IFUSVEL

IFUSVEL 1,05 ICARGA

ICARGA 0,75 IFUSVEL

IFUSVEL 1,30 ICARGA

ICARGA 0,60 IFUSVEL

IFUSVEL 1,65 ICARGA

ICARGA 0,55 IFUSVEL

IFUSVEL 1,80 ICARGA

Considerando que as grandezas fsico-qumicas do fusvel no se alteram com o tempo, assim como a instalao permanece sempre a mesma, uma alterao sensvel na sua temperatura somente deve ocorrer no caso de haver uma variao em sua resistncia interna (evidentemente considerando que a corrente de carga no mude).

O elemento fusvel interno constitudo por diversas fitas de prata perfuradas conectadas em paralelo. Um choque mecnico, um sur-to de corrente de alta intensidade e curta durao ou um choque trmico podem fazer com que uma ou mais das fitas se rompam. Neste caso, haveria um aumento da resistncia hmica e o resulta-do final equivaleria a uma reduo da corrente nominal do fusvel. Esta situao deve ser evitada, pois provoca um aumento de tem-peratura e tambm aumenta a possibilidade de haver uma queima indevida.

O tamanho do fusvel deve ser o maior possvel, dentro da faixa de tenso escolhida. Isto se deve necessidade de prover o fusvel de uma rea adequada para dissipao do calor gerado.

Para fusveis de iguais valores nominais (tenso, corrente, capacida-de de interrupo), quanto maior o seu comprimento, maior a po-tncia dissipada. Porm, este aumento proporcionalmente menor que o aumento do comprimento e, conseqentemente, da rea de dissipao. Assim, um fusvel maior apresentar uma temperatura de operao menor que um fusvel mais curto.

Considerando apenas o efeito trmico do fusvel, para que a tem-peratura no centro do corpo cermico no ultrapasse temperaturas da ordem de 100C devem ser respeitados os limites de corrente a seguir:

Notas:

1- As condies de ventilao do local de instalao dos fusveis podem alterar os valores da tabela.

Em compartimentos completamente fechados a relao ICARGA / IFUSVEL deve ser reduzida.

2- As relaes das correntes da tabela referem-se apenas ao aquecimen-to do fusvel, no levando em conta a correta proteo da carga asso-ciada. Para a escolha do fusvel a ser aplicado deve-se utilizar os crit-rios especficos para cada tipo de carga, alm de atender as relaes acima.

g) EnvelhecimentoEm operao normal, com condies ambientes adequadas (sem excesso de umidade, poluentes ou alta temperatura) o fusvel HH, linha IN no apresenta degradao de suas caractersticas ao longo do tempo.

A cada sobrecarga o elemento fusvel funde um pouco, levando a um envelhecimento do fusvel, com reduo da sua capacidade de conduo permanente. Isto finalmente resulta no fato do fusvel operar abaixo do seu valor nominal.

A operao contnua sob temperaturas muitas elevadas, devido s condies de instalao ou devido sua corrente passante tambm leva a um envelhecimento prematuro do fusvel. Ciclos trmicos muito freqentes e pronunciados podem causar a ruptura dos ele-mentos internos do fusvel ou afetar os pontos de solda, alterando os valores nominais do fusvel.

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Fusveis - Linha IN

Para evitar que o fusvel HH opere com temperaturas muito altas ou fique sujeito a sobrecargas, o fusvel deve ser selecionado de modo a apresentar uma corrente nominal preferencialmente maior que duas vezes a corrente da carga.

Aplicao dos fusveis HH, linha INAlm de serem utilizados como dispositivos de proteo geral de uma subestao, por exemplo, os fusveis limitadores de corren-te HH, linha IN, podem ser utilizados para a proteo de vrios equipamentos, tais como capacitores, transformadores de fora, de potencial e motores de mdia tenso.

A) Fusveis para proteo de Bancos de Capacitores

Bancos de capacitores geralmente apresentam uma elevada cor-rente de energizao (corrente de inrush). Os fusveis associados devem possuir uma curva tempo x corrente tal que no venham a romper-se durante a energizao do banco.

O nmero de manobras realizadas, as correntes de magnetizao (inrush) dos capacitores, a operao back-to-back, as sobretenses havidas durante as manobras e a presena de correntes de harm-nicos so fatores que influenciam diretamente no comportamento dos fusveis associados.

Fusveis limitadores de corrente HH so fusveis do tipo de reta-guarda, ou seja, so fusveis destinados a interromper correntes elevadas de curto-circuito. Eles no so adequados para proteo de sobrecargas, podendo vir a danificar-se caso sejam submetidos a estas correntes. Assim, um fusvel limitador deve apresentar a maior corrente nominal possvel que garanta a proteo do circuito contra as correntes de curto, porm sem a possibilidade de inter-rupo de correntes de sobrecarga.

A combinao de fusveis com capacitores, em geral, leva escolha de fusveis com corrente nominal de 2,5 a 4 vezes a corrente nominal do banco. Correntes inferiores podem levar o fusvel queima pelas correntes de magnetizao (inrush) ou eventuais cor-rentes harmnicas, enquanto que correntes nominais mais elevadas no dariam uma proteo correta aos capacitores.

Para bancos individuais a corrente do fusvel deve ser superior a 2,5 vezes a corrente do banco de capacitores (considerando todas as possveis variaes da capacitncia e da tenso de alimentao).

Para ligao de bancos em paralelo (ligao back-to-back), ou seja, com mais de um banco ligado mesma barra, a corrente do fusvel deve situar-se prxima a 4 vezes a corrente nominal do banco, a menos que a corrente de magnetizao (inrush) seja limitada a va-lores prximos corrente de energizao que o banco apresentaria sem a ligao back-to-back.

Para fusveis protegendo capacitores instalados junto a motores deve-se verificar a forma de ligao (barras independentes ou barra comum). usual haver diversos motores conectados a uma mesma barra, com funcionamento simultneo e, portanto, dando um efeito de ligao paralela aos capacitores.

A tenso nominal do fusvel deve ser pelo menos 1,5 vezes a tenso de operao do sistema em que o banco est instalado (tenso fase-fase). Em bancos com ligao back-to-back ou em sistemas nos quais forem previstos surtos de tenso de alta intensidade, deve-se utilizar fusveis de tenso maior, da ordem de 2 vezes a tenso do sistema.

B) Fusveis para proteo de Transformadores de Fora

A proteo de transformadores por meio de fusveis limitadores de corrente HH deve levar em conta as seguintes condies:

a) A corrente nominal do fusvel deve ser superior corrente nominal do transformador, incluindo as sobrecargas admissveis.

Devido ao pronunciado aquecimento do fusvel conveniente que a sua corrente nominal seja a mais alta possvel. Como regra prtica recomenda-se que a corrente do fusvel seja pelo menos da ordem de 1,4 vezes a corrente do transformador. Este fator evita, tam-bm, que o fusvel seja submetido a sobrecargas caso o transforma-dor opere com carga acima de sua potncia nominal.

A corrente do fusvel no deve ser maior que 3 vezes a corrente do transformador (conforme o NEC).

1,4 x ITRANSFORMADOR IFUSVEL 3 x ITRANSFORMADOR

Esta condio pode ser ligeiramente diferente para transformado-res de pequena potncia em funo da no disponibilidade de fus-veis com correntes iguais s calculadas.

Para o clculo da corrente nominal do transformador deve-se con-siderar a potncia mxima, com todos os estgios de refrigerao em operao.

b) para fornecer uma proteo adequada ao transfor-mador o fusvel deve situar-se acima do ponto cor-respondente corrente de magnetizao (inrush) e abaixo do ponto de mxima corrente suportvel de curto-circuito.

Se a corrente de magnetizao no for conhecida, pode-se considerar:

Imag = 12 x In Tmag = 0,1 seg

ou:

Imag = 20 a 25 x In Tmag = 0,01 seg

conforme ANSI/IEEE Std. 242-1986 Buff Book 5.11.5)

Onde: In corresponde corrente nominal do transformador.

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Fusveis - Linha IN

A mxima corrente suportvel pelo transformador corresponde corrente de curto-circuito passante pelo transformador, por um tem-po de 2 segundos (conforme ABNT NBR 5356/1981, item 5.5.8.1):

ICC = In / z TCC = 2 seg.

Onde: In corresponde corrente nominal do transformador e z corresponde sua impedncia em p.u.

O ponto 0,58 ICC refere-se mxima corrente suportvel por transformador conexo delta-estrela aterrada, para um curto-circuito fase-terra no secundrio.

POTNCIA NOMINAL [kVA]

IMPEDNCIA DE CURTO-CIRCUITO [%]

P 630 4

630 < P 1250 5

1250 < P 3150 6

3150 < P 6300 7

6300 < P 12500 8

12500 < P 25000 10

25000 < P 200000 12

Os valores de corrente para os tempos de 2 0,10 e 0,01 segundos, obtidos das curvas tempo x corrente para os fusveis HH, linha IN, so mostrados na tabela abaixo.

Segundo a ABNT NBR-5356/1981, item 5.5.2.3, as impedncias t-picas para transformadores so:

FUSVEL 2 seg 0,10 seg 0,01 seg

2 A 10 A 17 A 30 A

4 A 19 A 32 A 55 A

6 A 29 A 52 A 95 A

8 A 35 A 65 A 120 A

10 A 42 A 85 A 150 A

16 A 58 A 115 A 230 A

20 A 72 A 150 A 290 A

25 A 90 A 185 A 365 A

32 A 127 A 260 A 490 A

40 A 170 A 360 A 680 A

50 A 200 A 440 A 890 A

63 A 260 A 590 A 1200 A

75 A 350 A 840 A 1840 A

100 A 500 A 1150 A 2500 A

125 A 620 A 1410 A 3070 A

160 A 770 A 1780 A 3760 A

200 A 1000 A 2370 A 5000 A

250 A 1370 A 3160 A 6680 A

315 A 1725 A 3980 A 8410 A

400 A 2200 A 5310 A 11200 A

500 A 2660 A 6530 A 14500 A

c) O fusvel a ser adotado depende da seletividade com os dispositivos de proteo do primrio (proteo contra sobrecarga) e do secundrio.

d) Proteo secundria

Segundo o NEC transformadores com tenso primria maior que 600V, dotados de fusvel no lado primrio, devem possuir proteo que atenda s condies:

impedncia do

transformador

mximo dispositivo de sobrecorrente

primrio secundrio

Vn > 600 V Vn > 600 V Vn 600 V

fusvel disjuntor fusvelfusvel ou disjuntor

z 6 % 300% 300% 250% 250%

6 % < z 10 %

300% 250% 225% 250%

Quando o valor de 300 % no corresponder a uma corrente nomi-nal existente para o fusvel, pode-se utilizar o fusvel imediatamente superior.

e) Fusveis recomendados para transformadores de dis-tribuio ou potncia

Nota: o fusvel a ser adotado, dentro da faixa recomendada, deve atender seletividade com os demais dispositivos de proteo do circuito (primrio e secundrio do transformador).

Consideraes:

IFUSVEL aprox. 1,4 x ITRAFOImagnetizao = 12 x ITRAFO (0,1 s) e 25 x ITRAFO (0,01s)

IMXIMA = 0,58 x ITRAFO / z

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Fusveis - Linha IN

Aplicao de fusveis HH, linha IN para proteo de transformadores.

TENSO NOMINAL: 2,4 kV 4,16 kV 13,8 kV 23 kV 33 kV

POTNCIAIMPEDNCIA

( z )FUSVEL MNIMO E MXIMO

30 kVA 4,00% 16 A 25 A 8 A 16 A 4 A 2 A -

45 kVA 4,00% 20 A 32 A 10 A 20 A 4 A 2 A 2 A

75 kVA 4,00% 32 A 50 A 20 A 32 A 6 A 10 A 4 A 4 A

112,5 kVA 4,00% 40 A 75 A 32 A 50 A 8 A 16 A 6 A 8 A 4 A 6 A

150 kVA 4,00% 63 A 100 A 40 A 63 A 16 A 25 A 6 A 10 A 6 A 8 A

225 kVA 4,00% 100 A 160 A 50 A 75 A 20 A 32 A 10 A 20 A 8 A 10 A

300 kVA 4,00% 125 A 200 A 63 A 100 A 25 A 40 A 16 A 25 A 10 A 20 A

500 kVA 4,00% 200 A 315 A 100 A 200 A 40 A 63 A 25 A 40 A 16 A 25 A

750 kVA 5,00% 315 A 160 A 200 A 50 A 75 A 32 A 50 A 25 A 32 A

1000 kVA 5,00% 400 A 500 A 200 A 250 A 63 A 75 A 40 A 63 A 32 A 50 A

1250 kVA 5,00% 500 A 250 A 315 A 75 A 125 A 50 A 75 A 40 A 50 A

1500 kVA 6,00% - 315 A 100 A 125 A 63 A 75 A 40 A 63 A

2000 kVA 6,00% - 500 A 125 A 160 A 75 A 50 A 63 A

3000 kVA 6,00% - - 200 A 100 A 75 A 100 A

4000 kVA 7,00% - - 250 A - 100 A

5000 kVA 7,00% - - - - -

Nota: O fusvel a ser adotado, dentro da faixa recomendada, deve atender seletividade com os demais dispositivos de proteo do circuito (primrio e secundrio do transformador).

Caso o transformador possa trabalhar em regime de sobrecarga, adotar fusveis prximos ao valor mximo da tabela.

Consideraes:

IFUSVEL aprox. 1,4 x ITRAFOCorrente de magnetizao:

IMAGNETIZAO = 12 x ITRAFO (0,1 s) e 25 x ITRAFO (0,01 s)

Corrente mxima suportada pelo transformador:

IMXIMA = 0,58 x ITRAFO / z

C) Fusveis para Proteo de Cabos e LinhasCom a utilizao de fusveis para proteo de cabos e sees de linhas areas deve-se sempre evitar a operao dos fusveis HH, linha IN, na regio de correntes de sobrecarga reduzidas, pois em caso de sobrecargas podero ocorrer rupturas por aquecimento nos tubos ocasionando um efeito adverso na capacidade de inter-rupo dos fusveis.

Em virtude disso, a corrente nominal do fusvel HH, linha IN, deve ser adequada seco transversal da linha ou cabo e sua contnua capacidade de carga, tanto quanto possvel.

imperativo evitar a seleo da corrente nominal do fusvel de acordo com a carga mxima instantnea das linhas ou cabos. Quan-do ocorre uma falha, na rede de distribuio prxima, possvel que sua carga possa ser absorvida por um cabo (ou linha) ficando, desta forma, como o fusvel subdimensionado, entrando assim na regio inadmissvel de sobrecarga, o que perigoso.

D) Fusveis para Proteo de MotoresA funo de fusveis limitadores de corrente HH, linha IN, a de proteger o circuito contra correntes de curto-circuito. Dentro des-te princpio, a corrente do fusvel pode ser bastante alta em rela-o corrente de carga, pois pode-se dizer que qualquer corrente de curto-circuito ir provocar a queima de qualquer fusvel em um tempo muito curto. A proteo do circuito, portanto, assegurada pelo fusvel independente de sua corrente nominal.

O dimensionamento real do fusvel HH, linha IN, considera:

- a corrente do fusvel deve ser baixa o suficiente para que a corrente de curto limitada seja inferior capacidade dos componentes protegidos. Este item em geral no crtico.

- a corrente deve ser alta o suficiente para o fusvel no queimar por sobrecargas. Deve haver coordenao com o rel de proteo contra sobrecargas.

- o fusvel deve ser alto o suficiente para que no queime durante a partida do motor, considerando a possibilidade de partidas sucessivas ou a cur-tos intervalos. Este item o mais crtico na definio do fusvel.

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Fusveis - Linha IN

Para motores de construo normal, sem caractersticas especiais, em geral o fusvel adequado possui corrente da ordem de 2 a 2,5 vezes a corrente nominal do motor. Para motores com baixas cor-rentes de partida pode-se aceitar correntes de carga ligeiramen-te maiores que 50% da corrente do fusvel. Isto, porm, somente deve ser feito em casos onde no seja possvel aumentar a corrente do fusvel.

Nota:

A operao do fusvel com corrente maior que 50% de sua nominal leva a um aquecimento pronunciado do seu corpo de porcelana, o que deve ser evitado sempre que possvel.

Curvas de aplicao para partida de motor:

Para motores com corrente de partida da ordem de 6 vezes a cor-rente nominal, o fusvel obtido dos grficos a seguir, em funo do tempo de partida. Em situaes limites usar sempre o fusvel maior.

Se a corrente de partida for menor que 6 vezes a nominal, como no caso de partida com reator ou auto-transformador, adotar fusvel com corrente acima do obtido nas curvas, procurando satisfazer a seguinte condio:

IFUSVEL 2 x INOMINAL DO MOTOR

1- Curva para seleo de fusveis com tempos de partida no excedendo a 6 segundos

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Fusveis - Linha IN

2- Curva para seleo de fusveis com tempos de partida no excedendo a 15 segundos

3- Curva para seleo de fusveis com tempos de partida no excedendo a 60 segundos

Caractersticas principais de operao de Contator a vcuo + Fusveis

Contator X Fusvel1- Contatores so dispositivos destinados a executar um elevado nmero de manobras, sendo ideais para comando de motores, ban-co de capacitores e outras cargas que requerem um chaveamento constante. Sua principal caracterstica, portanto, seu alto nmero de operaes mecnicas.

2- A segunda caracterstica de grande importncia a sua baixa ca-pacidade de ruptura, comparativamente a disjuntores. Sua finalida-de no a de interromper correntes de curto-circuito.

3- Assim, a comparao entre contator e disjuntor :

disjuntor

relativamente baixo nmero de manobras

alta capacidade de ruptura

contator

elevado nmero de manobras

baixa capacidade de ruptura

4- Estas caractersticas so vlidas para todos os tipos de conta-tores, independente do seu tipo construtivo, meio de extino do arco ou fabricante.

5- Em sistemas nos quais a corrente de curto-circuito ultrapassa a capacidade do contator necessrio utiliz-lo em conjunto com algum dispositivo que limite ou elimine esta corrente em um tempo inferior ao tempo de abertura do contator. Por esta razo conta-tores so (quase) sempre instalados em conjunto com fusveis HH. Deste modo o contator secciona as correntes normais de carga e as eventuais sobrecargas, ficando a cargo do fusvel a interrupo das correntes mais elevadas.

6- O contator a vcuo de mdia tenso, fabricado pela ARTECHE, possui corrente nominal de 400 A e capacidade de ruptura de 6kA. Portanto, seu uso em sistema com corrente de curto-circuito acima de 6 kA somente possvel em conjunto com fusveis HH.

7- Os fusveis HH, linha IN, fabricados pela ARTECHE so do tipo limitador de corrente, possuindo capacidades de ruptura de at 80kA, dependendo de sua tenso, corrente nominal e dimenses. Para fusveis de at 7,2kV (tenso mxima de utilizao do contator) a mxima corrente existente de 500A com capacidade de ruptura 31,5kA, o que leva a uma corrente limitada inferior capacidade de fechamento do contator ou sua corrente suportvel de curta durao, garantindo a sua correta operao.

8- Na aplicao de contator + fusvel necessrio apenas asse-gurar-se que a capacidade de ruptura do fusvel seja superior cor-rente de curto-circuito do sistema.

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Fusveis - Linha IN

Coordenao Contator X FusvelO contator a vcuo de fabricao ARTECHE possui capacidade de ruptura de 6kA simtrico eficaz e uma corrente momentnea su-portvel de 55kA pico por 1/2 ciclo. As condies de aplicao do contator, portanto, so:

- sem fusvel: a corrente de curto-circuito deve ser igual ou inferior a 6kA;

- com fusvel: a corrente limitada pelo fusvel deve ser no mximo 55kA pico, com durao menor ou igual a meio ciclo.

Os maiores fusveis de fabricao ARTECHE, utilizveis com contator apresentam as seguintes caractersticas:

- fusvel 4,16/4,8 kV, 400 A, 40 kA: este fusvel limita a corrente de curto presumida de 40 kArms em aproximadamente 40 kA pico, com uma durao da ordem de 1/4 de ciclo;

- fusvel 4, 16/4, 8kV, 500A, 31, 5kA: este fusvel limita a corrente de curto presumida de 31,5kArms em aproximadamente 45kA pico, com uma durao tambm da ordem de 1/4 de ciclo.

Assim, observa-se que os fusveis de maiores correntes e, conse-qentemente de menor limitao, levam a correntes passantes me-nores que a capacidade do contator, sendo, portanto, adequados ao uso com o contator.

Outro ponto que deve ser atendido para haver a correta coordena-o que o fusvel deve iniciar a interrupo de correntes maiores que 6kA em um tempo inferior ao de abertura do contator, para evitar que possa haver uma operao simultnea e o contator tenda a abrir com corrente maior que sua capacidade de ruptura.

Uma corrente de 6kA corresponde a 12 vezes a corrente do maior fusvel disponvel (500A). Nesta situao o fusvel iniciar sua fu-so em um tempo prximo a 80ms (com extino total em 150ms). Como o contator inicia sua abertura com 100 ms, o tempo acima satisfatrio. Correntes de curto-circuito maiores levam a uma in-terrupo pelo fusvel em tempos muito inferiores a 1 ciclo, assegu-rando a manuteno do contator em seu estado fechado.

Esta verificao deve ser feita em sistemas nos quais a tenso de co-mando obtida da mesma barra que alimenta a carga e que, portanto, sofre uma grande queda durante a ocorrncia de um curto-circuito.

Esta uma situao muito particular, visto que difcil que haja motores de grande porte em sistemas de corrente de curto-cir-cuito muito baixas (combinao fusvel de alta corrente + corrente de curto baixa), somado ao fato de que a tenso de comando do contator venha do mesmo sistema atravs de transformador de co-mando.

Quando isto ocorre recomendamos que seja usado fusvel de me-nor calibre possvel ou que a tenso de comando seja de outra fon-te, preferencialmente corrente contnua.

Base para Fusveis HH, Linha BfusAs bases para fusveis ARTECHE, linha BFUS, para uso interno so dispositivos desenvolvidos para receber fusveis limitadores de cor-rente HH, da linha IN para serem associados como elementos de proteo aos equipamentos eletromecnicos e em outras instala-es montadas em painis e sistemas eltricos de distribuio.

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Fusveis - Linha IN

Tabela 1 - Caractersticas Nominais CORRENTE NOMINAL

In (A)

TENSO NOMINAL - VN - (kV)

2,4 / 3,6 4,16 / 4,8 4,16 / 7,2 10/12

2 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

4 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

6 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

8 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

10 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

16 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

20 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

25 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

32 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

40 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

50 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, ,

63 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, 63/33,

75 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, 63/33,

100 40/12, 63/22, 63/32 40/12, 63/22, 63/32 63/22, 63/33,

125 40/13, 63/23, 63/33 40/13, , , 63/23, 63/33 63/23, 40/33,

160 40/13, 63/23, 63/33 31,5/33, 63/23, 63/33 , 40/33,

200 40/13, 63/23, 63/33 , 63/23, 63/33 , 40/33,

250 40/23, 40/33, , 40/23, , , 40/33 , 20/33,

315 40/23, 40/33, , 40/23, , , 40/33

400 40/23, 40/33, 63/33 , , 40/33 , , 20/33

500 31,5/23, 40/33, , , 31,5/33 , , 20/33

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Fusveis - Linha IN

Instruo para utilizao da tabela

1- Em funo do sistema/equipamento a ser protegido determine a tenso e a corrente de servio e o nvel de curto circuito.

2- Enquadre a tenso de servio em uma das nove faixas de tenso padronizadas existentes nas tabelas 1. Valores intermedirios entre os limites supe-rior e inferior de duas faixas consecutivas devem, preferencialmente, ser enquadrados na maior das duas faixas.

3- Escolha a corrente padronizada mais prxima, preferencialmente igual ou superior, da corrente de servio do sistema/equipamento.

4- Encontre o cruzamento da coluna tenso nominal com a linha corrente nominal ser obtido algo da seguinte forma: N1/D1, N2/D2, ... onde o numerador da cada frao corresponde a capacidade de interrupo em kA eficazes e, o denominador ao tamanho do fusvel. Note que para determinadas tenses e correntes nominais padronizadas so possveis com diferentes capacidades de interrupo e tamanhos. A capacidade de interrupo do fusvel nunca dever ser inferior ao nvel de curto-circuito do sistema/equipamento.

5-Na tabela 2, em funo do tamanho obtido na tabela 1, verifique se as dimenses e peso do fusvel desejado atendem s suas necessidades.

6- Nas faixas de tenso at 6,0/7,2 kV os fusveis podem, sob consulta, ser fornecidos nos tamanhos 32 e 33 para todas as correntes nominais.

7- Fusveis com caractersticas diferentes das apresentadas, somente sob consulta.

CORRENTE NOMINAL

In (A)

TENSO NOMINAL - VN - (kV)

13,8 15/17,5 20/24 30/36

2 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

4 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

6 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

8 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

10 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

16 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

20 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

25 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

32 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

40 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 40/32, , , 31,5/43

50 63/22, , 31,5/22, 80/32, , 25/32, , , 31,5/43

63 63/22, 40/32, 40/23, 63/33, , 40/33, , , 20/43

75 63/23, 63/33, 20/23, 63/33, , 25/33, , , 20/43

100 40/23, 40/33, 20/23, 40/33, , 25/33, , , 20/43

125 , 40/33, , 40/33,

160 , 40/33, , 20/33, 40/43

200 , 20/33, , , 25/43

250 , , 20/43

315

400

500

13

Fusveis - Linha IN

FUS

VEI

S -

JUL/

2007